CN113137197A - 一种高煤阶煤样取芯装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高煤阶煤样取芯装置，在取样时，所述径向截槽机构在径向方向上缩短至最短状态，所述取样钻筒由取样钻杆驱动旋转，在所述取样刃的旋转以及取样钻杆的下移的作用下，使得所述样品芯伸入取样腔内；达到取样长度后，所述取样钻筒旋转的同时所述径向截槽机构在径向方向上向径向内侧伸长移动，达到一定程度后，所述辅助截断机构动作实现样品芯的截断，可以有效的提高取样效率，保证样品的完整性，提高样品后续的试验精度和可靠性。

Description

一种高煤阶煤样取芯装置
技术领域
本发明具体是一种高煤阶煤样取芯装置，涉及取芯样设备相关领域。
背景技术
目前，为实现高煤阶煤储层煤层气井的高效开采，在进行开采前需要对高煤阶煤储层进行采集样品，以便于进行流速敏感性、应力敏感性试验、吸附等试验。而目前的样品的取样一般是利用钻杆进行钻取，然而，这种钻杆的取样方式很难实现完整结构的样品的取样，很容易出现样品断裂等问题，这就导致样品的后续试验误差较大，难以准确的反映煤样的特性。
发明内容
因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种高煤阶煤样取芯装置。
本发明是这样实现的，构造一种高煤阶煤样取芯装置，其包括取样钻筒、径向截槽机构、辅助截断机构和连接柱，所述取样钻筒的上端采用所述连接柱连接至取样钻杆的下端，所述取样钻筒的中心设置有取样腔，所述取样腔的底部设置有与所述取样钻筒一体设置的环形结构的取样刃，所述取样钻筒上位于所述取样刃的上侧位置设置有所述径向截槽机构，所述连接柱与所述取样钻筒之间还设置有所述辅助截断机构，所述取样钻筒能够由所述取样钻杆驱动转动，所述径向截槽机构能够沿着所述取样钻筒的径向方向抵压在所述取样钻筒的取样腔内的样品芯的外周壁处，以便使得所述取样钻筒转动时，通过所述径向截槽机构的径向移动抵压，来实现对所述样品芯的径向截槽，所述辅助截断机构能够将样品芯沿着径向截槽处截断处理，在取样时，所述径向截槽机构在径向方向上缩短至最短状态，所述取样钻筒由取样钻杆驱动旋转，在所述取样刃的旋转以及取样钻杆的下移的作用下，使得所述样品芯伸入取样腔内；达到取样长度后，所述取样钻筒旋转的同时所述径向截槽机构在径向方向上向径向内侧伸长移动，达到一定程度后，所述辅助截断机构动作实现样品芯的截断。
进一步，作为优选，所述取样刃的刀刃内侧所围设的内径小于所述取样腔的内径大小。
进一步，作为优选，所述径向截槽机构和辅助截断机构均采用液压进行驱动。
进一步，作为优选，所述辅助截断机构能够使得所述取样钻筒的中心轴线与所述连接柱的中心轴线之间的角度不断变化，进而实现样品芯沿着径向截槽处的截断处理。
进一步，作为优选，所述径向截槽机构包括径向液压腔、液压驱动流道、液压活塞、活塞杆和径向切槽刀，所述径向液压腔沿着所述取样钻筒的径向方向延伸，所述径向液压腔内设置有所述液压活塞，所述液压活塞上设置有所述活塞杆，所述活塞杆沿着所述取样钻筒的径向方向延伸，所述活塞杆的端部固定连接所述径向切槽刀，所述径向切槽刀抵靠在所述样品芯的外周壁上，所述液压腔通过所述液压驱动流道连接至液压驱动泵站，所述液压驱动流道沿着所述取样钻筒的轴向方向延伸。
进一步，作为优选，所述径向截槽机构为圆周阵列设置在所述取样钻筒四周的多个。
进一步，作为优选，所述辅助截断机构包括液压驱动缸、铰接驱动臂、铰接柱，其中，所述取样钻筒的上端的一侧采用铰接柱铰接在所述连接柱的底部一侧，所述取样钻筒的上端另一侧铰接在所述铰接驱动臂的下端，所述铰接驱动臂的上端连接至所述液压驱动缸，所述液压驱动缸固定在所述连接柱上，通过所述液压驱动缸来驱动所述取样钻筒绕铰接柱微幅转动，进而辅助实现样品芯沿着径向截槽处截断。
进一步，作为优选，所述液压驱动缸沿着所述连接柱的轴向方向延伸，所述液压驱动缸也采用所述液压驱动泵站进行液压驱动。
进一步，作为优选，所述液压驱动泵站包括驱动泵，所述驱动泵与所述液压驱动缸驱动连接，所述取样钻筒的上端设置有进液套，所述进液套通过管套(3)与所述驱动泵的输出端连接。
进一步，作为优选，所述径向切槽刀的竖向横截面为上端大下端小的直角梯形结构，且该直角梯形结构的上端面与下端面为平行面，所述直角梯形结构的朝向样品芯的一端为向下倾斜的斜刀面。
本发明具有如下优点：本发明提供的一种高煤阶煤样取芯装置，与同类型设备相比，具有如下优点：
(1)本发明所述一种高煤阶煤样取芯装置，在取样时，所述径向截槽机构在径向方向上缩短至最短状态，所述取样钻筒由取样钻杆驱动旋转，在所述取样刃的旋转以及取样钻杆的下移的作用下，使得所述样品芯伸入取样腔内；达到取样长度后，所述取样钻筒旋转的同时所述径向截槽机构在径向方向上向径向内侧伸长移动，达到一定程度后，所述辅助截断机构动作实现样品芯的截断，可以有效的提高取样效率，保证样品的完整性，提高样品后续的试验精度和可靠性；
(2)本发明径向切槽刀的竖向横截面为上端大下端小的直角梯形结构，且该直角梯形结构的上端面与下端面为平行面，所述直角梯形结构的朝向样品芯的一端为向下倾斜的斜刀面，可以有效的保证切槽的可靠性，切槽的形状结构便于后续的截断，本发明辅助截断机构能够使得所述取样钻筒的中心轴线与所述连接柱的中心轴线之间的角度不断变化，进而实现样品芯沿着径向截槽处的截断处理，有效提高辅助截断的效率与可靠性。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图；
图2是本发明的径向截槽机构在切槽前进行取样时结构示意图；
图3是本发明的径向截槽机构在切槽后截断前结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图1-3对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明通过改进在此提供一种高煤阶煤样取芯装置，其包括取样钻筒5、径向截槽机构6、辅助截断机构和连接柱1，所述取样钻筒5的上端采用所述连接柱1连接至取样钻杆的下端，所述取样钻筒5的中心设置有取样腔7，所述取样腔7的底部设置有与所述取样钻筒一体设置的环形结构的取样刃15，所述取样钻筒5上位于所述取样刃15的上侧位置设置有所述径向截槽机构6，所述连接柱与所述取样钻筒之间还设置有所述辅助截断机构，所述取样钻筒能够由所述取样钻杆驱动转动，所述径向截槽机构能够沿着所述取样钻筒的径向方向抵压在所述取样钻筒的取样腔内的样品芯的外周壁处，以便使得所述取样钻筒转动时，通过所述径向截槽机构的径向移动抵压，来实现对所述样品芯的径向截槽，所述辅助截断机构能够将样品芯沿着径向截槽处截断处理，在取样时，所述径向截槽机构在径向方向上缩短至最短状态，所述取样钻筒由取样钻杆驱动旋转，在所述取样刃的旋转以及取样钻杆的下移的作用下，使得所述样品芯伸入取样腔内；达到取样长度后，所述取样钻筒旋转的同时所述径向截槽机构在径向方向上向径向内侧伸长移动，达到一定程度后，所述辅助截断机构动作实现样品芯10的截断。
其中，所述取样刃15的刀刃内侧所围设的内径小于所述取样腔的内径大小。
所述径向截槽机构和辅助截断机构均采用液压进行驱动。
所述辅助截断机构能够使得所述取样钻筒的中心轴线与所述连接柱的中心轴线之间的角度不断变化，进而实现样品芯沿着径向截槽处的截断处理。
所述径向截槽机构包括径向液压腔13、液压驱动流道12、液压活塞14、活塞杆18和径向切槽刀17，所述径向液压腔1沿着所述取样钻筒的径向方向延伸，所述径向液压腔13内设置有所述液压活塞，所述液压活塞上设置有所述活塞杆，所述活塞杆沿着所述取样钻筒的径向方向延伸，所述活塞杆18的端部固定连接所述径向切槽刀17，所述径向切槽刀抵靠在所述样品芯的外周壁上，所述液压腔通过所述液压驱动流道连接至液压驱动泵站，所述液压驱动流道沿着所述取样钻筒的轴向方向延伸。
所述径向截槽机构为圆周阵列设置在所述取样钻筒四周的多个。
所述辅助截断机构包括液压驱动缸9、铰接驱动臂8、铰接柱，其中，所述取样钻筒5的上端的一侧采用铰接柱铰接在所述连接柱的底部一侧，所述取样钻筒的上端另一侧铰接在所述铰接驱动臂的下端，所述铰接驱动臂的上端连接至所述液压驱动缸，所述液压驱动缸固定在所述连接柱上，通过所述液压驱动缸来驱动所述取样钻筒绕铰接柱微幅转动，进而辅助实现样品芯沿着径向截槽处截断。
所述液压驱动缸沿着所述连接柱的轴向方向延伸，所述液压驱动缸也采用所述液压驱动泵站进行液压驱动。
所述液压驱动泵站包括驱动泵2，所述驱动泵2与所述液压驱动缸驱动连接，所述取样钻筒的上端设置有进液套4，所述进液套4通过管套3与所述驱动泵2的输出端连接。
所述径向切槽刀的竖向横截面为上端大下端小的直角梯形结构，且该直角梯形结构的上端面与下端面为平行面，所述直角梯形结构的朝向样品芯的一端为向下倾斜的斜刀面。
本发明所述一种高煤阶煤样取芯装置，在取样时，所述径向截槽机构在径向方向上缩短至最短状态，所述取样钻筒由取样钻杆驱动旋转，在所述取样刃的旋转以及取样钻杆的下移的作用下，使得所述样品芯伸入取样腔内；达到取样长度后，所述取样钻筒旋转的同时所述径向截槽机构在径向方向上向径向内侧伸长移动，达到一定程度后，所述辅助截断机构动作实现样品芯的截断，可以有效的提高取样效率，保证样品的完整性，提高样品后续的试验精度和可靠性；本发明径向切槽刀的竖向横截面为上端大下端小的直角梯形结构，且该直角梯形结构的上端面与下端面为平行面，所述直角梯形结构的朝向样品芯的一端为向下倾斜的斜刀面，可以有效的保证切槽的可靠性，切槽的形状结构便于后续的截断，本发明辅助截断机构能够使得所述取样钻筒的中心轴线与所述连接柱的中心轴线之间的角度不断变化，进而实现样品芯沿着径向截槽处的截断处理，有效提高辅助截断的效率与可靠性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,并且本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买,异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制,各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中,常规的型号,加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式,在此不再详述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种高煤阶煤样取芯装置，其包括取样钻筒、径向截槽机构、辅助截断机构和连接柱，所述取样钻筒的上端采用所述连接柱连接至取样钻杆的下端，所述取样钻筒的中心设置有取样腔，所述取样腔的底部设置有与所述取样钻筒一体设置的环形结构的取样刃，所述取样钻筒上位于所述取样刃的上侧位置设置有所述径向截槽机构，所述连接柱与所述取样钻筒之间还设置有所述辅助截断机构，所述取样钻筒能够由所述取样钻杆驱动转动，所述径向截槽机构能够沿着所述取样钻筒的径向方向抵压在所述取样钻筒的取样腔内的样品芯的外周壁处，以便使得所述取样钻筒转动时，通过所述径向截槽机构的径向移动抵压，来实现对所述样品芯的径向截槽，所述辅助截断机构能够将样品芯沿着径向截槽处截断处理，在取样时，所述径向截槽机构在径向方向上缩短至最短状态，所述取样钻筒由取样钻杆驱动旋转，在所述取样刃的旋转以及取样钻杆的下移的作用下，使得所述样品芯伸入取样腔内；达到取样长度后，所述取样钻筒旋转的同时所述径向截槽机构在径向方向上向径向内侧伸长移动，达到一定程度后，所述辅助截断机构动作实现样品芯的截断。
2.根据权利要求1所述一种高煤阶煤样取芯装置，其特征在于：所述取样刃的刀刃内侧所围设的内径小于所述取样腔的内径大小。
3.根据权利要求1所述一种高煤阶煤样取芯装置，其特征在于：所述径向截槽机构和辅助截断机构均采用液压进行驱动。
4.根据权利要求1所述一种高煤阶煤样取芯装置，其特征在于：所述辅助截断机构能够使得所述取样钻筒的中心轴线与所述连接柱的中心轴线之间的角度不断变化，进而实现样品芯沿着径向截槽处的截断处理。
5.根据权利要求4所述一种高煤阶煤样取芯装置，其特征在于：所述径向截槽机构包括径向液压腔、液压驱动流道、液压活塞、活塞杆和径向切槽刀，所述径向液压腔沿着所述取样钻筒的径向方向延伸，所述径向液压腔内设置有所述液压活塞，所述液压活塞上设置有所述活塞杆，所述活塞杆沿着所述取样钻筒的径向方向延伸，所述活塞杆的端部固定连接所述径向切槽刀，所述径向切槽刀抵靠在所述样品芯的外周壁上，所述液压腔通过所述液压驱动流道连接至液压驱动泵站，所述液压驱动流道沿着所述取样钻筒的轴向方向延伸。
6.根据权利要求5所述一种高煤阶煤样取芯装置，其特征在于：所述径向截槽机构为圆周阵列设置在所述取样钻筒四周的多个。
7.根据权利要求6所述一种高煤阶煤样取芯装置，其特征在于：所述辅助截断机构包括液压驱动缸、铰接驱动臂、铰接柱，其中，所述取样钻筒的上端的一侧采用铰接柱铰接在所述连接柱的底部一侧，所述取样钻筒的上端另一侧铰接在所述铰接驱动臂的下端，所述铰接驱动臂的上端连接至所述液压驱动缸，所述液压驱动缸固定在所述连接柱上，通过所述液压驱动缸来驱动所述取样钻筒绕铰接柱微幅转动，进而辅助实现样品芯沿着径向截槽处截断。
8.根据权利要求7所述一种高煤阶煤样取芯装置，其特征在于：所述液压驱动缸沿着所述连接柱的轴向方向延伸，所述液压驱动缸也采用所述液压驱动泵站进行液压驱动。
9.根据权利要求8所述一种高煤阶煤样取芯装置，其特征在于：所述液压驱动泵站包括驱动泵，所述驱动泵与所述液压驱动缸驱动连接，所述取样钻筒的上端设置有进液套，所述进液套通过管套(3)与所述驱动泵的输出端连接。
10.根据权利要求5所述一种高煤阶煤样取芯装置，其特征在于：所述径向切槽刀的竖向横截面为上端大下端小的直角梯形结构，且该直角梯形结构的上端面与下端面为平行面，所述直角梯形结构的朝向样品芯的一端为向下倾斜的斜刀面。
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CN114233227A (zh) * 2022-02-24 2022-03-25 陕西太合智能钻探有限公司 一种取芯钻具密封装置
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